O ciclo de substituição das baterias VRLA em data centers chegou novamente. Os engenheiros levam novos armários de baterias para a sala de baterias, mas uma pergunta permanece nas suas mentes: quanto mais tempo conseguirá este pavimento aguentar?
Esta preocupação não é infundada. A carga no pavimento da sala de baterias é uma das restrições físicas mais subestimadas no planeamento de infraestruturas de data centers. As baterias VRLA são a carga concentrada mais pesada na sala de baterias — e este problema de peso não desaparece a cada ciclo de “substituir por igual”.
O peso das VRLA: um custo subestimado
Uma única bateria VRLA de 12 V 110 Ah pesa entre 28,5 kg e 33 kg. Um sistema UPS típico requer dezenas a centenas destas baterias ligadas em série.
Tomemos 100 baterias VRLA como exemplo: o peso total aproxima-se das 3 toneladas. Este peso concentra-se numa sala de baterias com talvez algumas dezenas de metros quadrados. Cada expansão do UPS acrescenta mais baterias, e a preocupação com a carga continua a acumular-se.
Mais criticamente, o ciclo de substituição das VRLA é de apenas 3 a 5 anos. A cada substituição, o peso total das novas baterias permanece praticamente inalterado — a carga no pavimento não diminui simplesmente porque as baterias são novas. Isto significa que, se uma substituição de VRLA for apenas a troca por outro conjunto de baterias VRLA igualmente pesadas, o risco de carga continua a acumular-se ao longo do tempo e nunca se resolve por si só.
A diferença face à norma de carga do pavimento é maior do que muitos imaginam
As normas de sobrecarga de utilização para pavimentos de salas de baterias variam normalmente entre 12,0 e 23,9 kPa, enquanto as áreas de equipamento padrão de data centers ficam apenas em torno de 7,2 kPa. As salas de baterias exigem 1,7 a 3,3 vezes a capacidade de carga das áreas de equipamento comuns.
A lógica por trás disto é simples: as baterias VRLA são extremamente pesadas. Um rack típico de baterias VRLA pesa aproximadamente 1.000 kg, e um sistema completo pode atingir até 5.000 kg. Por este motivo, muitos data centers são obrigados a colocar as salas de baterias em pisos térreos ou em áreas estruturalmente reforçadas.
Para data centers convertidos a partir de edifícios de escritórios comuns, a diferença é ainda mais acentuada. Os pavimentos de escritórios comuns estão normalmente dimensionados para apenas cerca de 2 kN/m², enquanto as salas de baterias de data centers exigem até 16 kN/m² — uma diferença de quase 8 vezes.
Isto significa que um número significativo de data centers envelhecidos tem pavimentos de salas de baterias sob carga elevada desde o primeiro dia. E, a cada substituição de VRLA (substituir VRLA por VRLA), o problema nunca melhora.
Reforçar o pavimento? O custo é mais elevado do que pensa
Alguns poderão dizer: se a capacidade de carga for insuficiente, basta reforçar.
Mas o reforço do pavimento é muito mais complexo do que “adicionar algum varão de aço”. Reforço com tecido de fibra de carbono, camada adicional de betão sobre a laje, colagem de chapas de aço sob a laje — cada abordagem envolve avaliação estrutural, projeto, construção e inspeção profissional. Dependendo da estrutura específica, os custos variam normalmente de dezenas de milhares a mais de um milhão de dólares.
Mais criticamente: depois de concluído o reforço, as baterias VRLA continuam a precisar de substituição a cada 3 a 5 anos. O pavimento pode aguentar desta vez, mas isso não garante que aguente daqui a uma década. Um reforço único não elimina permanentemente a preocupação com a carga.
Substituição de VRLA: de “reforçar o pavimento” para “reduzir a carga”
No essencial, o problema da carga é uma questão de peso. Há apenas duas formas de o resolver: reforçar o pavimento para suportar a carga ou reduzir a própria carga.
As baterias de níquel-zinco da Gerchamp seguem o segundo caminho.
Com capacidade equivalente, a bateria de níquel-zinco da Gerchamp (por exemplo, 8XNFZ38) pesa apenas 7,8 kg. A bateria VRLA equivalente pesa 28,5-33 kg — a de níquel-zinco pesa apenas um quarto. Com a mesma configuração de 100 baterias, o peso total desce de quase 3 toneladas para menos de 800 kg.
Isto significa que o pavimento envelhecido do data center não precisa de reforço. Retire as baterias VRLA, instale as baterias de níquel-zinco — a carga é reduzida em mais de dois terços. A questão da conformidade da carga no pavimento é resolvida no momento de “qual bateria escolher”, em vez de esperar que surjam problemas estruturais para depois tentar corrigi-los.
Mais importante ainda, as baterias de níquel-zinco têm uma vida útil de projeto superior a 10 anos, reduzindo a frequência de substituição de três ou quatro vezes para apenas uma vez no mesmo ciclo de vida do edifício. Cada substituição significa menos manuseamento, menos perturbação de obras e menos carga adicional no pavimento.
Conclusão
A substituição de VRLA em data centers envelhecidos não começa com “qual bateria é mais barata”, mas com “este pavimento ainda consegue suportar o peso?”
Por exemplo, a bateria de níquel-zinco da Gerchamp (8XNFZ38 13,2 V, 38 Ah) é uma substituição direta para baterias VRLA de 110 Ah 12 V — sem substituição de armários, sem modificações no sistema UPS. Com uma redução de peso de 75%, transforma uma questão de conformidade estrutural que poderia exigir centenas de milhares em custos de reforço numa decisão de aquisição que é simplesmente “instalar e fica resolvido”. Além disso, a Gerchamp também oferece a 8XNFG90, uma bateria de níquel-zinco de 90 Ah.
A substituição de VRLA não se resume à melhoria do desempenho das baterias — trata-se de subtrair peso à equação de carga do seu pavimento.
Para saber mais sobre soluções de substituição de VRLA e avaliação de conformidade da carga no pavimento, visite o website da Gerchamp ou contacte a nossa equipa técnica.